范文一:化工工艺设计(四)
1.确定 艺工线路
?工产化生品产的术技方案或艺路线的工定确所虑的考因:素( )技术1可行 (2上)经济合理 上3)原(的料纯及度来源( 4)用公程工的水中及电力源供应 ()环5保境 (护)安6全产 (生)国家7有关政策及规法 若以因素上任中意项一未达定要规,求可否决均此项的建目 。设因此对一因素每要都仔细评审
。
搜集资料,
调研查究
体具收的内集容以有下个方几: 面()国1内外产生况情,种生各产法及工艺方程 (2)流料原源及来产品用情应况 3(试验)究研告报( )4安技术及全动保劳措护 施()综合5利用三废及理处 6)(产技生是术先进否生,连续化产、动自程化度(7)设备的 大型及化制造运、输况 (情8基)建设本资投、产成品、本地面占积(9 )、水、气、电料的用燃量供及应,要主建材料的基用量及供应 10()厂址、地质水文、、象气等资 (11)车间料(置)环装境与周围况情
2.
对 工路艺进行线证
设计论员对人设单位提出建的工路艺予线以证,原则论是:A .进性先 首要条?:技件术上可和经济上行理合 .可B性靠 ?采用指工的艺线路是否成可靠熟 。C是否符.合情国 工工化流程艺计考虑的问设题: 1)(消水费及平费趋势消(2 化工)械机备设及电气表仪的制能力 造3()工原化材料及备用设属材料的金供情况应 (4环)境保护有关规定和化工的生中三废的排放产况情(5) 动劳业与化工就产自动化水平生关的 (系6资金)筹措外和储备汇情
3况 确.工定流艺程
工艺流程?设通过工艺流计程图的形反式应化工生产由 原料入到产品输出输的程,包括过物料 和能变化量物,料的向流及生产以所中历经 工艺过的程和用的设使备仪表。等 ?型的化典工艺流工程一般由下几以单元个组:成原
料原 料贮存 进料 预处 理 应反产 品 分 离产 精制品贮存 装包 产品
2图1- 一化工工艺般程流
. 4落设备实 5 .制工艺流程绘 (1)物图料程流图P(FD ()2带控)点制的艺工程图流PID)(
流程
图 A:流.程图框
★用前于规划及初步方案确期定时 ★在。中用图方表示框产生过程中各种的元单过或单元程作操, 时表示同生产各物流中的流向★能 反够产映品生产线和路要设备
主聚氰三胺产生程框图流
B.
程流示图意 以备设形式性定地表示出个过各的单程生产路线元及各 以物的流流。流向示意图程中表示应出设备意示图、备流 程设号主要物料、及主动力要流程管的及流向线箭头及必以要 的文注解字
氢加裂化艺工流程示图意
C流程.图草
在程流意示的基础图上示生表过产程的物流、中单元各 程过和元单操作的设特征备、自
动
控制案方、艺操工作参数 的况情。此外等流程,草图在程流意图的基础示进上一 步表全示物部及料全部动的力流管程线流向及箭头以必及 的文要注字释
物
料流程图PF()
D
控带制点工的艺程流(PID)
图
2
3.3.2.工程 设进建 展工建设化项目的艺流程根据建工设程序可分为个阶五:段( 1)项目议建阶段书(最初阶段工作)的 只表出生示产线的路原则程。流采用可程示意流图 (2)可性行研究阶段可 用采流草程图表 (3示初步)计阶设段可 以带用控点的制工艺程图表流 (示4施工)图设阶计 以段细的带详控点的工艺制程流图示表 5)竣(工设图计阶段 流程计要完全按设照现情况场绘
制 物3衡算与能料衡算
量.31物料 算衡 .31. 基1本原理 A物料.衡的目算的 通过物衡料确定: 算1()原料耗消额定判断,否达到是设计要 求2)(各设备的入输输的出流量物,尔分率组成摩及其组他 表示方法成在。基础上进行设此备选型及的设,计确定 三废排并放位置、量及数成组 ()3为作热计量算依的据 4(根)计算据结绘果制流物图,进行管路可设及材计质 择,选表仪自控及计等。设
C物料衡.基算 化准计工算中,据过根特点程择的选基大致准如下几种有 (:1时)基间:准这种基准可以直接系到生产联规和设备模设计计 。 (算2质)量准:基系统当介质液为固、时,选择相定一量 的质原或产料品作计为基准算 (3。体)积基:准对气物体进料行衡算时选用体基积,将准实 情际下况体的换积成算标状况准下的体(标准积体)积, 除了温排压度变力带来的化响影而且,可直接算换摩尔为量。 4()湿基干准:不算水分计在内的干为基否,为湿基
则
3
.1.2 料物衡举算
?例无反 过应的程料衡算物例 1某:化厂要工求计设套一气体中从回丙酮收装置的统, 并计系算回丙收酮费的。系用流程框统图下图所如,示要 由求知的已资,料出各物流的流率(列g/k),h计算并馏蒸塔 的进料分组
F水 1120k0g/h吸
收 塔 空气 F3蒸 塔馏
冷
器凝
F: 组成 2酮 空气丙
产品F4丙 酮99%,水% k1ol 1.m5 985 .k g7828 0 6量(mol)% 质.29 9570.
总计5混合
气F2 体.51(mlo%丙酮
)1
0
20497
10
.00
料F废5丙酮:%,5水9%5
解基准:1:0k0mlo体进气。料 入系统进物流的两为,个开系统的物离为三个流其中已,知一 个流量物,因此有个物4流是知的未 可出列物料总平式衡:2001 +F 2=F3 + F 4+ 5F 各组平衡分: 丙式 酮.0025 92 F 0.9=9 F4+ 0. 50 5 水 F1200= 0. 10F 4 0+9.5 5F空气 .0790 5F 2=F3 以上4个程式,方实上际独立方程数式为个3因,本方案此 解求尚少缺数据其,补充据数可以是 :1()每小进入时统系的体气合物混离,系统的产品开活废
液的物流量 (2)入进馏塔蒸的分
组
范文二:化工工艺设计
化工工艺设计
1. 概述
1.1 要建设一个化工厂,必须具有一批化工工艺专业技术人员,这批化工工艺专业技术人员必须具备下列基本条件。
? 掌握化工基本理论
如化工热力学、流体力学、传热、传质、化学反应动力学(化学反应工程)。 ? 掌握化工工艺设计方法和技能
工艺设计的任务、设计范围、工艺设计人员职责。 化工基本理论的应用(化工设计方法)。 工艺设计基本程序(工艺设计技能)。 工艺设计的成品文件(内容及深度)。 工艺设计的质量保证程序。
? 熟悉环保、安全、消防等方面的法规,如:
HG20667-1986 SH3024-95 HG20571-95 SH3047-93
化工建设项目环境保护设计规定 石油化工企业环境保护设计规范 化工企业安全卫生设计规定 石油化工企业职业安全卫生设计规范 建筑设计防火规范
GBJ16-87(2001版)
GB50160-92(1999版) GB50058-92 ? 一定的工作经验 1.2 化工建设项目阶段
石油化工企业设计防火规范
爆炸和危险性环境电力装置设计规范
1.2.1 建设项目阶段的划分以工程公司为主体,通常分为三个阶段
? 项目前期
项目建议书 → 批准后即为立项
可行性研究报告 → 批准后即可展开工程设计
? 工程设计
按国内审批要求分为:
初步设计 → 批准后建设单位即可开工。 施工图设计
按国际常规做法分为:
工艺设计 基础设计 详细设计
? 施工、安装、试车、性能考核及国家验收(验收后工厂投入正常运行) 1.2.2 建设项目阶段的划分以建设单位为主体,通常分为四个阶段
? 项目前期 ? 工程设计 ? 工程建设 ? 工厂投入生产
2. 工艺设计的内容和深度
2.1 工艺设计的文件包括三大内容:
? 文字说明(工艺说明) ? 图纸 ? 表格
2.1.1 文字说明(工艺说明)
? 工艺设计的范围。
? 设计基础:生产规模、产品方案、原料,催化剂,化学品,公用工程燃料规格、
产品及副产品规格。
? 工艺流程说明:生产方法、化学原理、工艺流程叙述。 ? 原料、催化剂、化学品及燃料消耗定额及消耗量。
? 公用工程(包括水、电、汽、脱盐水、冷冻、工艺空气、仪表空气、氮气)消耗
定额及消耗量。
? 三废排放:包括排放点、排放量、排放组成及建议处理方法 ? 装置定员
? 安全备忘录(另行成册)
? 技术风险备忘录(通常为对内使用,另行成册)
? 操作指南(通常为对内使用,另行成册。供工艺系统、配管等专业使用) 2.1.2 图纸
? PFD:是PID的设计依据,供基础设计使用(通常分版次逐版深化)。
包括全部工艺设备、主要物料管道(表示出流向、物料号)、主要控制回路、联锁方案、加热和冷却介质以及工艺空气进出位置。
? 建议设备布置图:是总图布置、装置布置的依据,供基础设计使用(通常为平面
布置图)。根据工艺流程的特点和要求进行布置。
? PCD:通常是设计院内部设计过程文件、最终体现在终版PFD中(通常由自控专业
完成)。
2.1.3 表格
? 物料平衡表:包括物流组成、温度、压力、状态、流量、密度、焓值、粘度等理
化常数(热负荷表示在此表中或PFD图上)。
? 工艺设备数据表:根据设备形式不同、作用不同以及介质不同可分为容器、塔器、
换热器、工业炉、机泵、搅拌器的等。工艺设备数据表需表示出设备位号、介质名称、操作压力、设计压力、操作温度、设计温度、材质、传动机构、外形尺寸、特征尺寸及特殊要求。(各设计院均有各种规定的表格)。 ? 工艺设备表 ? 取样点汇总表
? 装置界区条件表:通常由工艺系统专业来完善并最终发表(包括原材料、公用工
程、产品、副产品、进出界区条件等)。
2.2 补充说明:化工工艺专业尚需参加前期工作,主要前期工作有:
? 项目建议书;可行性报告编制工作。 ? 项目报价书;投标书、技术文件编制工作。
? 引进项目:包括询价书、投标书的评标、合同技术附件谈判。 ? 大中型联合装置总体规划设计。
3. 工艺设计方法(化工基本理论的应用) 3.1 工艺路线的选择
? 原料来源
? 经济效益和社会效益(生产成本) ? 环境保护
? 其它,如操作条件、安全、消防、投资、工艺先进性,可行性,合理性。 3.2 工艺流程方案优化
? “洋葱头”模型(由史密斯、林霍夫提供的模型)
从图中可以看出设计的核心是反应系统的设计和开发。“洋葱头”模型强调过程开发和设计的有序和分层性质。
? 反应流程优化见表-7.4.2(P-544)
反应流程优化需要考虑的问题较多,问题复杂。如反应动力学、反应收率、催化剂特性、反应历程、反应途径。
反应器的最优操作条件有如何保证反应温度、反应压力、混合要求、换热要求、各物料配比、给定条件下的生产成本等等。 ? 精馏流程的优化
精馏流程如需要分离R个组份,就需要有R-1个精馏塔。 精馏优化需要考虑:那种组份为主产品,那种组份为付产品。
产品的规格要求。
精馏流程的优化法1):试探法,主要规则如下:
优先使用普通精馏。
尽量避免减压操作和使用冷量。 产品数应最少。
腐蚀性、危险性的组份应优先分出。
难分离的组分最后分出。 最大量组份应优先分出。 塔顶、塔釜产物最好等摩尔分离。
精馏流程的优化法2):调优法 精馏流程的优化法3):数学规划法 ? 蒸发流程的优化
1)单效、双效、三效蒸发。 2)热泵蒸发、膜式蒸发。 3)多级闪蒸。
4)强制循环蒸发、自然循环蒸发、。
结合蒸发器的类型(标准、悬框、列文、强制循环蒸发器)进行选择。 3.3 工艺设备的选择
? 反应器:
1)连续
1)均相
1)活塞流 (管式)
2)全混釜 (搅拌釜)
2)半连续 3)间歇
2)非均相
以上反应器的选择要根据物料性质、稳定性、反应复杂性、产品规模、反应时间、温度、压力等因素综合考虑。
不同类型的反应器在工业生产中的应用情况见P-547。 气液相反应器及固相反应器的使用情况见P-548。 固体催化反应器的使用情况见表7.4.3-3(P-548)。 ? 气液传质设备:
1) 板式塔:泡罩、浮阀、筛板等。板式塔塔板流体流向分布类型可分为U形流,
单溢流,双溢流等
2) 填料塔:a拉西环、鲍尔环、矩鞍环等填料。
b散堆、规整填料。 c实体填料、丝网填料。
以上传质设备的选择要根据分离难易程度、压降大小、真空(热敏性物料)、物料性质、投资情况、腐蚀情况、物料清洁情况、安全要求、弹性大小、发泡等情况选择。(见P-549)
? 传热设备:
按功能分:冷却器、冷凝器、加热器、换热器、再沸器、蒸汽发生器、过热器、废热锅炉等。
按结构型式分:采用二物流换热的换热器从结构上分有以下5种型式: A.管壳式(固定管板式、浮头式、填料函式、U型管式) B.板式(板翅式、螺旋板式、伞板式、波纹板式) C.管式(空冷器、套管式、喷淋管式、箱管式) D.液膜式(升降膜式、刮板薄膜式、离心薄膜式) E.其它型式(板壳式、热管式) 以上型式换热器的选择依据是:
A.固定管板式换热器
固定管板式换热器即两端管板和壳体连接成一体,由于壳程不易检修和清洗,因此选用固定管板式换热器时,壳方流体应是较清洁且不易结垢的物料;两流体温差较大(大于60℃)时应考虑热补偿,两流体温差不易大于120℃。
B.浮头式换热器
该换热器壳程易清洗,但内垫片易渗漏,适用于需要补偿热膨胀的换热器,两流体温差大于120℃。
C.U型管式换热器
该换热器制造、安装方便,造价较低,管程耐高压,但结构不紧凑。适用于高温和高压的场合,且管内流体必须洁净。
D.板式换热器
板翅式:紧凑、效率高、可多股物料同时换热。使用温度不大于150℃。 螺旋板式:可用于带颗粒物料,物位利用好。不易检修。
伞板式:制造简单、紧凑、易清洗,使用温度不大于150℃,使用压力不大于
0.12MPa。
波纹板式:紧凑、效率高、易清洗,使用温度不大于150℃,使用压力不大于
0.15MPa。
E.空冷器的选择依据
a.空气入口温度(即设计温度)低于38℃。
b.热流体的出口温度高于50~65℃,并允许有一定的波动范围(3~5℃)。 c.对数平均温差大于40℃。
d.流体接近温度(即热流体的出口温度与冷流体入口温度之差)至少大于15℃。 e.管内给热系数小于2325.6W/(m.K)。 f.冷却水的污垢系数大于0.0002(m.K)/W。 g.水源较远,取水费用大。 h.热流体的凝固点较低(小于0℃)。 ? 化工用泵:
根据物料性质、物料的腐蚀性、易燃易爆、有毒、高温、高压、低温、粘度大小、挥发性、固体颗粒等因素综合考虑,此外还要考虑泵的安全性、可靠性和密封等要求。见表7.4.5-3(P-553)
? 容器(储罐):
根据物料性质、物料的腐蚀性、易燃易爆、有毒、高温、高压、低温、粘度大小、挥发性、固体颗粒等因素综合考虑。
压力容器分类见表7.4.5-5(P-557)。
4. 工艺设计工作程序
22
5. 设备设计压力和设计温度的确定 5.1 压力:
? 正常操作(工作)压力 ? 最高工作压力
设计压力的选取见表7.6.1 “设备设计压力一览表”(P-561)。 5.2 温度:
? 正常操作温度 ? 最高操作温度
设计温度的选取见表7.6.2“设备设计温度选取表”(P-562)。
6. 过程控制方案的确定 6.1过程控制方案确定的原则
? 保证装置运行的平稳、生产安全、控制简单适用。
? 用单回路简单控制系统可以解决的,决不要用复杂的控制系统。 6.2过程控制的分类
? 压力 ? 温度 ? 流量 ? 物位
? 化学成分和物性数据 6.3选用控制仪表的要求
? 准确可靠 ? 灵敏度高 ? 反应迅速 ? 滞后小 ? 使用维护方便 ? 价格便宜
6.4典型化工单元的控制方案 6.4.1反应
? 反应控制的要求
达到规定的转化率、产品浓度。 处理量平稳。
当出现不正常工况时,能报警、联锁或自动选择性调节系统。 ? 反应控制方案
以反应转化率为控制变量 见图7.7.3-1(P-564)。 以反应工艺状态变量为控制对象 见图7.7.3-2(P-565)。
6.4.2精馏
精馏是常见的液液分离方法,精馏控制主要目的是达到规定的分离要求。主要变量有进料量、组成、温度、操作压力、冷却和加热介质、压力及温度的变换。精馏控制可分为:
? 按精馏段指标的控制方案 见图7.7.3-3(P-566)。 ? 按提馏段指标的控制方案 见图7.7.3-4(P-567)。 ? 塔顶压力控制方案 见图7.7.3-5(P-568)。
真空度控制方案 见图7.7.3-6(P-569)。 ? 其它控制方案 见图7.7.3-7(P-569)。 6.4.3传热设备
? 控制载体的流量 见图7.7.3-8(P-570)。 ? 控制传热面积 见图7.7.3-9(P-570)。 ? 控制载体的气化温度 见图7.7.3-10(P-571)。 ? 工艺介质旁路控制 见图7.7.3-11(P-571)。 6.4.4流体输送设备
? 离心泵控制方案 见图7.7.3-12(P-572)。 ? 改变转速的控制方案 见图7.7.3-13(P-572)。
? 往复泵(位移式旋转泵)的控制方案 见图7.7.3-14(P-572)。 7. 能耗计算
目前人类面临的共同任务是保护资源、减少环境污染、维护生态平衡、实现可持续发展。化工生产中传热过程是经常的发生的事,因此合理使用能源,节约能源消耗是每个化工工艺设计人员应尽的职责。
过程能量分析的常用方法有:夹点分析法和三环节能量分析法 7.1夹点分析法
将需要优化的换热网络用冷、热流复合线表示在温焓图(T-H图)上,热流复合线位于冷流上方,冷、热流体的复合线中间垂直距离最短处称为夹点,其温差△Tmin称为夹点温差。
夹点分析法应遵循三个原则: ? 尽量避免有热流体通过夹点
? 夹点上方避免引入公用设施冷却物流
? 夹点下方避免引入公用设施加热物流
7.2三环节能量分析法
重点研究热能在化工装置的利用,从下述三个环节出发:
? 能量转换
? 能量利用
? 能量回收
夹点分析法和三环节能量分析法实际应用可参考有关文献资料。
8. 与工艺设计相关的基本知识
与工艺设计相关的基本知识包括消防、劳动安全卫生、环境保护三个方面,必须遵守国家相关的标准、法规。
8.1消防 见P-577~591
8.2安全 见P-591~594
8.3环保 见P-594~601
? 废气
? 废水(废液)
? 废固
? 噪音
? 放射性
? 排放总量控制
11
范文三:化工工艺设计
化工工艺设计
化工工艺设计是化工企业实现安全、顺利生产的重要环节和管理手段。化工工艺的设计主要分以下五个方面,工艺流程图、管线配置图、过程物料的安全评价、过程路线的选择、工艺设计安全校核等。
一、工艺流程图
工艺流程图绘制是化工厂设计初始阶段的工作。这些流程线图经过提炼和修改,最后成为管线配置图、平面图、设备图等绘制的基础。因为早期阶段做出的决定严重影响着后续阶段,在流程图绘制中始终都要对安全给予充分注意。 在设计程序中,凭借文献、实验室实验和中试工厂模试的有关资料进行设计是惯常的做法。从放大设计到满负荷的工厂,工艺设计者需要考虑已经研讨过的工艺过程和操作中的许多放大问题:
(1)工业原料和不太纯的化学品的应用;
(2)传质、传热和物质传递方法的放大效应;
(3)不同停留时间的影响;
(4)原料、中间产物和产品贮存量的影响;
(5)连续操作对残余物积累的影响;
(6)结构材料差异的影响;
(7)操作监控等级差异及较高程度自动控制的应用。
如果操作方式由零批或间歇变化为完全连续,则需要做更多更详尽的考虑。
工艺流程图的绘制是从基本的过程计算开始的。过程每一阶段的设计都必须满足安全要求,一切可能的危险都必须鉴别和估算出来,将其排除或采取预防措施对其进行限制。但是,过程是高度整体化的,过程的每一步骤都影响着其他步骤的操作。所以,过程可以划分为若干个子区间,对每一子区间内部的安全操作及其对其他子区间安全的影响都要进行分析。方便的子区间划分是:
(1)反应(决定整个系统的动力学);
(2)分离,如蒸馏、吸收、吸附、液体萃取、过滤、干燥、粉碎等;
(3)贮存,如固体、液体和气体物料的贮存。
工艺流程图是描述过程的主要文件,它表示出了主要设备、主要物流路线和控制点。对于正常操作预期的主要温度和压力,物料的流动和组成以及主要设备的设计能力都做了说明。
二、管线配置图
管线配置图是指管路和仪表的线路图,又称作工程线路图,是设计和施工的基本工作文件,一般包括:
(1)开启、关闭、紧急和普通操作需要的所有过程设施,如阀门、盲板、可移动的柱塞等;
(2)施工材料的鉴定序号和鉴定人,每条管路的直径和绝热要求;
(3)物流的方向;
(4)主要过程和起始管路的识别;
(5)所有仪表、控制点和有仪表失灵显示功能的连锁装置;
(6)所有设备的主要尺寸和负荷;
(7)容器、反应器的操作和设计温度、压力;
(8)装置的标高;
(9)释放阀、安全膜等的设定压力;
(10)排水要求;
(11)必要时要有管路配置的特殊备忘录。
三、过程物料的安全评价
过程物料的选择,应该就物料的物性和危险性进行详细地评估,对一切可能的过程物料做总体考虑。过程物料可以划分为过程内物料和过程辅助物料两大类型。过程内物料是指从原料到产品的整个工艺流程线上的物料,如原料、催化剂、中间体、产物、副产物、溶剂、添加剂等。而过程辅助物料是指实现过程条件所用的物料,如传热流体、重复循环物、冷冻剂、灭火剂等。
在过程设计中,需要汇编出过程物料的目录,记录下过程物料在全部过程条件范围内的有关性质资料,作为过程危险评价和安全设计的重要依据。过程物料所需的典型资料如下。
(1)一般性说明资料
物料名称和别名、分子结构式和相对分子质量、物理状态、纯度、外观、气味或味道、腐蚀性、主要用途、危险性和防护措施、污染因素等。
(2)基础物性资料
蒸气密度、相对密度、熔点、沸点、溶解度和互溶性、黏度、粒度及其分布、临界参数、膨胀系数、表面张力、Joule-Thompson系数等。
(3)易燃性资料
闪点、着火点、燃烧极限、自热、蒸气压。介电常数,、电阻、粉尘爆炸性质、火灾中的毒性热分解产物等。
(4)反应性资料
高速量热、差热分析、撞击实验、热稳定性、热分解试验、爆燃引起的爆炸扩散、自燃性等。
(5)毒性资料
毒性危险等级、卫生标准、最大允许浓度、半致死浓度或半致死剂量等。
(6)暴露作用
吸入或食入危险、呼吸刺激、皮肤刺激、眼睛刺激、皮肤或呼吸的敏感度等。
(7)放射性资料
放射性测试,α、β、γ、中子射线暴露及其危害等。
四、过程路线的选择
过程路线的选择是在工艺设计的最初阶段完成的。过程路线的安全评价,应该考虑过程本身是否具有潜在危险,以及为了特定目的把物料加入过程,是否会增加危险。
1.有潜在危险的过程
有一些化学过程具有潜在的危险。这些过程一旦失去控制就有可能造成灾难性的后果,如发生火灾、爆炸或毒性物质的释放等。有潜在危险的过程有:
(1)爆炸、爆燃或强放热过程;
(2)有粉尘或烟雾生成的过程;
(3)在物料的爆炸范围或近区操作的过程;
(4)在高温、高压或冷冻条件下操作的过程;
(5)含有易燃物料的过程;
(6)含有不稳定化合物的过程;
(7)含有高毒性物料的过程;
(8)有大量贮存压力负荷能的过程。
2.反应过程的安全分析
实现物质转化是化工生产的基本任务。物质的转化反应常因反应条件的微小变化而偏离预期的反应途径,化学反应过程有较多的危险性。充分评估反应过程的危险性,有助于改善过程的安全。
(1)对潜在的不稳定的反应和副反应,如自燃或聚合等进行考察,考虑改变反应物的相对浓度或其他操作条件是否会使反应的危险程度减小。
(2)考虑较差混合、反应物和热源的低效配置、操作故障、设计失误、发生不需要的副反应、热点、反应器失控、结垢等引起的危险。
(3)评价副反应是否生成毒性或爆炸性物质,是否会有危险垢层形成。
(4)考察物料是否吸收空气中的水分变潮,表面粘附形成毒性或腐蚀性液体或气体。
(5)确定所有杂质对化学反应和过程混合物性质的影响。
(6)确保结构材料彼此相容并与过程物料相容。
(7)考虑过程中危险物质,如痕量可燃物、不凝物、毒性中间体或副产物的积累。
(8)考虑催化剂行为的各个方面,如老化、中毒、粉碎、活化、再生等。
3.有潜在危险的操作
完成每一过程都要实施一些具体的操作,有些操作本身具有潜在的危险。分析和确定这些操作的危险性,是过程安全评价的重要内容。下面列出了一些常见的有潜在危险的操作。
(1)易燃或毒性液体或气体的蒸发和扩散;
(2)可燃或毒性固体的粉碎和分散;
(3)易燃物质或强氧化剂的雾化;
(4)易燃物质和强氧化剂的混合;
(5)危险化学品与惰性组分或稀释剂的分离;
(6)不稳定液体的温度或压力的升高。
4.间歇过程和连续过程比较
在工艺设计中,需要在间歇过程和连续过程之间做出选择。对于大批量的操作,从经济上考虑,后者更具有优势。然而,单一或复合物流的抉择严重影响着过程安全、个别装置的载荷以及生产中断的潜能。对于间歇反应,往往需要在两个连续批次之间清洗反应器,这可能会由于清洗准备不充分、清洗程序不完善或没有完全移除清洗液,而引入新的危险。下面就间歇和连续两种过程方式进行具体比较。
(1)间歇过程各操作单元之间易于隔绝,单元设备过程物料持有量较大。连续过程各操作单元连通,过程物料持有量较少。
(2)间歇过程劳动强度较大,紧急状态下操作者有较多的机会介入。连续过程更多地依靠自动控制。
(3)间歇过程产物纯度容易控制,过程物料易于识别。连续过程不稳状态或周期性波动(如开车或停车)较少。
(4)间歇过程有详尽的指令和操作规程,可以减少操作失误或设备的损坏。连续过程的容器或设备很少需要清洗,不稳态的物料输入也较少。
(5)间歇过程有较长的暴露时间。在连续过程中,有潜在危险的中间体无需贮存直接加工。
五、工艺设计安全校核
工艺设计必须满足安全要求。机械设计、过程和布局的微小变化都有可能出现预想不到的问题。工厂和其中的各项设备是为了维持操作参数允许范围内的正常操作设计的,在开车、试车或停车操作中会有不同的条件,因而会产生与正常操作的偏离。为了确保过程安全,有必要对设计和操作的每一细节逐一校核。
1.物料和反应的安全校核
(1)鉴别所有危险的过程物料、产物和副产物,收集各种过程物料的物质信息资料。
(2)查询过程物料的毒性,鉴别进入机体的不同入口模式的短期和长期影响,以及不同的允许暴露限度。
(3)考察过程物料气味和毒性之间的关系,确定物料气味是否令人厌倦。
(4)鉴定工业卫生识别、鉴定和控制所采用的方法。
(5)确定过程物料在所有过程条件下的有关物性,查询物性资料的来源和可靠性。
(6)确定生产、加工和贮存各个阶段的物料量和物理状态,将其与危险性关联。
(7)确定产品从工厂到用户的运输中,对仓储人员、承运员、铁路工人、公众等呈现的危险。
(8)向过程物料的供应商咨询有关过程物料的性质和特征,贮存、加工和应用安全方面的知识或信息。
(9)鉴别一切可能的化学反应,对预期的和意外的化学反应都要考虑。
(10)考察反应速率和有关变量的相互依赖关系,确定阻止不需要的反应、过度热量产生的限度。
(11)鉴别不稳定的过程物料,确定其对热、压力、振动和摩擦暴露的危险。
(12)考察改变反应物的相对浓度或其他反应操作条件,可否降低反应器的危险。
2.过程安全的总体规范
(1)过程的规模、类型和整体性是否恰当。
(2)鉴定过程的主要危险,在流程图和平面图上标出危险区。考虑选择特殊过程路线或其他设计方案是否更符合安全。
(3)考虑改变过程顺序是否会改善过程安全。所有过程物料是否都是必须的,可否选择较小危险的过程物料。
(4)考虑物料是否有必要排放,如果有必要,排放是否安全以及是否符合规范操作和环保法规。
(5)考虑能否取消某个单元或款项并改善安全。
(6)校核过程设计是否恰当,正常条件的说明是否充分,所有有关的参数是否都被控制。
(7)操作和传热设施的设计、安装和控制是否恰当,是否减少了危险的发生。
(8)过程的放大是否正确。
(9)过程能否自动防止关于热、压力、火险和爆炸的过程故障。
(10)考虑是否采用了二次概率设计。
3.非正常操作的安全问题
(1)考虑偏离正常操作会发生什么情况,对于这些情况是否采取了适当的预防措施。
(2)当工厂处于开车、停车或热备用状态时,能否迅速畅通而又确保安全。
(3)在重要紧急状态下,工厂的压力或过程物料的负载能否有效而安全地降低。
(4)对于一经超出必须校正的操作参数的极限值是否已知或测得,如温度、压力、流速、浓度等的极限值。
(5)工厂停车时超出操作极限的偏差到何种程度,是否需要安装报警或自动断开装置。
(6)工厂开车和停车时物料正常操作的相态是否会发生变化,相变是否包含膨胀、收缩或固化等,这些变化可否被接受。
(7)排放系统能否解决开车、停车、热备用状态、投产和灭火时大量的非正常的排放问题。
(8)用于整个工厂领域的公用设施和各项化学品的供应是否充分。
(9)惰性气体一旦急需能否在整个区域立即投入使用,有否备用气供应。
(10)在开车和停车时,是否需要加入与过程物料接触会产生危险的物料。
(11)各种场合的火炬和闪光信号灯的点燃方法是否安全。
更多资料请点击:安全技术
范文四:化工工艺设计
首次是理解生产的流程。
其次熟悉工艺设计的标准。
第三要有工程经验。
搞化工工艺设计的,不是高手哈,但希望自己一点体会能与大家分享,希望能对刚刚进入这个行业的新人有一点帮助
起初或许每个人都会感觉到无处下手,这是真的哦,看到在论坛中大家提到的那么多的规范手册了吧,这些都是基础哈,不可能一时都有时间和精力去看去学的,我师傅相当的有现场和设计的经验,哈哈他指导我呀,我很快就要上手了,下面讲讲
1,最重要的是多看 化工工艺设计手册,新手来说这是个非常全面的设计手册了,集工艺计算和设计一体,起初我也是略读了一遍的,哈哈,耐着极大的耐心的
2,在设计过程中多翻设计手册,当然最基本的 《化工工艺设计施工图内容和深度统一规定》(HG/T20519-92)也要慢慢的深入到设计工作中了,因为参加项目设计时这些东西都会潜移默化的用到。
3,多向自己问问为什么!!注意了,是向自己问哦,而不是把很基础很白吃的东西还去问师傅或其他的人,希望这点很多新人谨记!如果有些问题自己问了自己,可以找些手册亚什么的先了解下,比较难没有方向的话到可以问问师傅,问关于什么方面的介绍和规定呀在哪可以找到亚之类的,每个师傅都喜欢一个好学的徒弟,而不是一个意味死板白吃的徒弟!如果说你的师傅说很喜欢你问问题的话,要多想想哦,(曾学过心理学还算能体会哈)
4,一定要熟练的迅速掌握公司的专用软件哈,当然办公软件做设计肯定要熟练了,其他的看公司情况了,autocad,pds&pdms,proII.....不一样的吧, 尽快上手,这是关键,不然就是有机会让你上,你也会因此不熟练而失之交臂,工具往往是利器!
5,注重要看的手册慢慢要加起来了,当然配管的话就要多翻 化工管路手册了,如果有消防的话就要看 化工消防设计规范 ,其他的比较少接触哈,不好意思,不过lz 列出的手册堪称是重重之用了,本人也要多学了哈,不过在设计过程中师傅会提醒你参阅设计相关的手册亚规定的什么的吧,所以不要担心那么多哈,把最基本的 化工工艺设计手册 翻烂就很专业啦
6,多上专业论坛学习充电哈,海川真的不错哦
ps几点:
7,保持一颗对工作负责的心,搞化工设计,时刻要有 ‘十分’ 的责任感!刚开始肯定要经常加班加点,这是你进入设计行业的必通之路,要有责任就要掌握尽可能多的东西来保证哈
8,多交流哈,化工工艺在化工设计中可是龙头专业,需要和许多的专业打交道和传递信息,
学会多听人家专业的说法,不要凭直觉判断专业问题!
9,多帮助周边的人,每个人都有自己的专长,要发挥自己特长主动帮助需要帮助的人呀,良好的工作氛围是良好的工作的保证
10,对工作少说不,机遇和挑战并存的态度对待工作,要耐得住性子,干这一行,实话说经验相当重要,已经深有体会了,看着有着丰富经验的老些的师傅真是尤心得羡慕崇拜
新人们我们一起努力哈,不要抱怨什么,要的是行动哈
看了一遍,有几本经典之作未提及,看来做工艺设计的设计工龄不长啊!!!
第一:物理化学,化工原理;如果不经常复习、应用这两本书,对职业发展有很大影响; 第二:石油化工设计(第4卷);了解基本的设计程序,工作内容等;并教你如何作设计; 第三:工艺系统工程设计技术规定(HG/T 20570-95)和管道仪表流程图基本单元模式(HG 20559-93);虽然在石油化工设计(第4卷)已有阐述,但手头备上,更好;
第四:石油化工工艺计算图表;没有准确的物性,做好工艺设计非常难。
第五:国标和行业标准;工艺设计人员的保护伞,国家财产的保护伞。
搞化工的基础最重要,只有有好的基础才可以建设更高的大厦。我个人的观点做化工设计必须学好化工原理、化工热力学。物料平衡、热量平衡是设计的基础,化工原理是方针,设计手册是标准。我推荐你可以参考 化工工艺设计手册、小合成氨厂工艺技术与设计手册、石油化工设计手册等等,这些论坛里都有,可以借鉴来看看,工程设计同样是积累的过程,不单纯是对的问题、还有实用、美观的问题,搞设计不是一触而就的,需要认真的体会,不断的积累。
天大出的那本化工原理
这本书比那些厚厚的什么手册强多了。
工艺包简单的说就是工艺操作的具体详细说明。工艺包和公文包一个意思,里面放上工艺方面的资料供设计院参考、设计!工艺包主要包括工艺流程、工艺基础数据、工艺操作参数、关键的工艺计算、工艺设备等数据包,所以一般简称工艺包。
简单的的说,有了工艺包,设计单位就可以据此做基础设计,然后是详细设计。至于工艺包的提供者,可由业主购买,也可由承包单位购买,要看是EPC,还是PC。
工艺软件包一般是专利技术提供方( 设计院、研究院、业主即甲方 )针对某种工艺技术进行比较系统的研究,然后给出的指导性(原则性)的流程、设备以及相关的工艺参数等资料(类似以前我国的技术设计)。根据工艺软件包的数据资料,结合建厂地的具体情况,就可以完成项目的工程设计。如果工艺包不是来自业主,则甲方(业主)如果要使用该工艺包,就得出钱购买,然后给设计院进行设计。
工艺包提供给设计院,以便设计。不一定说很详细,根据人家的要求,让你提供多少就多少!比较好的公司提供的工艺包相当的详细,包括了从反应的条件,控制方案,到后续的精馏等等!设计院根据这个可以很方便,准确的满足业主的要求!我看到过BP的一个工艺包,足足5大厚本英文的!很详细的描述到每个细节,设计院,只需根据这个,做出图纸就可以!
例1:
工艺软件包一般是由技术供应商提供,它包括了:
工艺软件包一般是由项目业主向技术供应商购买,它包括了:
1 总则…………………………………………………………………………………………1 2 石油化工装置工艺设计包内容……………………………………………………………2
2.1 设计基础…………………………………………………………………………………2
2.2 工艺说明…………………………………………………………………………………3
2.3 物料平衡…………………………………………………………………………………4
2.4 消耗量……………………………………………………………………………………4
2.5 界区条件表………………………………………………………………………………4
2.6 卫生、安全、环保说明…………………………………………………………………4
2.7 分析化验项目表…………………………………………………………………………5
2.8 工艺管道及仪表流程图(PID)……………………………………………………… 5
2.9 建议的设备布置图及说明………………………………………………………………5
2.10 工艺设备表…………………………………………………………………………… 5
2.11 工艺设备……………………………………………………………………………… 5
2.12 自控仪表……………………………………………………………………………… 6
2.13 特殊管道……………………………………………………………………………… 6
2.14 主要安全泄放设施数据表…………………………………………………………… 6
2.15 有关专利文件目录…………………………………………………………………… 6 3 工艺手册……………………………………………………………………………………7
3.1 工艺说明…………………………………………………………………………………7
3.2 正常操作程序……………………………………………………………………………7
3.3 开车准备工作程序………………………………………………………………………7
3.4 开车程序…………………………………………………………………………………7
3.5 正常停车程序……………………………………………………………………………7
3.6 事故处理原则……………………………………………………………………………7
3.7 催化剂装卸………………………………………………………………………………7
3.8 采样………………………………………………………………………………………7
3.9 工艺危险因素分析及控制措施…………………………………………………………7
3.10 环境保护……………………………………………………………………………… 7
3.11 设备检查与维护……………………………………………………………………… 7
4 分析化验手册……
附则..........................................................................................................................
详细内容可参考中国石油化工集团公司石油化工装置工艺设
范文五:化工工艺设计软件
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